灌溉渠道设计
农渠横断面设计
设计流量是进行水力计算,确定渠道过水断面尺寸的主要依据,合理的渠道、横断面除了满足渠道的输水、配水要求外,还应满足渠床稳定条件,包括纵向稳定和平面稳定两个方面。纵向稳定要求渠道在设计条件下工作,不发生冲刷和淤积,或在一定时期内冲淤平衡。平面稳定要求渠道在设计条件下工作时,渠道水流不发生左右摇摆。
渠道横断面尺寸要依据渠道设计流量通过水力计算加以确定。一般情况下采用明渠均匀流公式计算:即
Q=AC Ri
式中:Q—渠道设计水深(m3/s)
A—渠道过水断面面积(m2)
R—水力半径
i—渠底比降
1R1/6进行计算,其中n为糙C—谢才系数,一般采用满宁公式C=
n
率
农渠的渠底比降,应尽可能选用和地面相近的渠底比降,此处取i=0.0029。渠床糙率系数:采用砼护面,预制板砌筑,n=0.017.
农渠采用梯形断面,渠道内、外边坡系数m=1.25。
采用试算法:
初选定b=0.36m, n=0.017, Q=0.123 m3/s, i=0.0029
经试算得h=0.23m
A=(b+mh)h=0.149 (m2)
V=Q/A=0.8255 (m/s)
渠道的不冲流速和土壤性质,水流含砂量,断面水力要素有关,一般土渠的不冲流速为V= 5.0(m/s)
所以,V不冲=KQ0.1 = 5×0.1230.1=4.054 (m/s)
渠道的不淤流速,由不淤流速经验公式:
V不淤=C0Q0.5
式中:C0为不淤流速系数,随渠道流量和宽深比而变,此处取C0=0.4 V不淤=0.4×0.1230.5=0.140(m/s)
V不淤=0.140(m/s) 即:b= 0.36 (m), i=0.0029, m=1.25, n=0.017 , Q=0.123 农渠横断面水力要素表 i Q m h b A X R C V n 0.0029 0.123 1.25 0.23 0.36 0.149 1.096 0.136 42.176 0.8255 0.017 预制C20砼厚取0.20m,现浇C15砼压顶厚取0.30m,宽取0.60m。安全超高Δh取0.27m,堤顶宽度D取0.60m 农渠纵断面设计 纵断面设计根据灌溉水位要求确定渠道的空间位置,即先确定不同桩号处的设计水位高程,再根据设计水位求渠底高程、堤顶高程等。 为了灌溉要求,各级渠道入口处都应具有足够的水位,这个水位是根据灌溉面积上控制点的高程加上各种水头损失,自下而上逐级推求的。 即:H进=A0+△h +∑Li+∑φ 式中:H进—渠道进水口处的设计水位(m) △h —控制点地面高程与附近末级固定渠道设计水位的高差。 L—渠道的长度,L=500m。 i —渠道的比降,此处i=0.0029。 Φ—水流通过渠系建筑物时的水头损失。 H进=A0+△h + ∑Li+∑φ=1767.730m 根据上式求得农渠进水口处水位为1767.730m。根据农渠的设计水位 可推求渠底高程、堤顶高程等。 农渠纵断面水力要素表 桩号坡降堤顶高程(m) 地面高程(m) 设计水位(m) 渠底高程(m) 开挖深度(m) A0+000 0.0029 1768.300 1768.000 1767.730 1767.500 0.500 A0+050 1768.159 1767.859 1767.579 1767.359 0.500 A0+100 1767.945 1767.645 1767.355 1767.145 0.500 A0+150 1767.789 1767.489 1767.189 1766.989 0.500 A0+200 1767.636 1767.336 1767.026 1766.836 0.500 A0+250 1767.437 1767.137 1766.817 1766.637 0.500 A0+300 1767.154 1766.854 1766.524 1766.354 0.500 A0+350 1767.001 1766.701 1766.361 1766.201 0.500 A0+400 1766.926 1766.626 1766.276 1766.126 0.500 A0+450 1766.893 1766.593 1766.233 1766.093 0.500 A0+500 1766.850 1766.550 1766.180 1766.050 0.500